工作坑支护及顶管施工方案(定稿-专家组论证已通过)

西安临潼国家旅游休闲度假区芷阳二路市政工程——污水工程及补充设计顶管工作井支护及管道顶进专项施工方案审批：西安西丰市政配套工程年月日目录TOC\o"1-3"\u第一章、工程根本情况说明④出土方案泥水平衡式顶管的出土采用全自动的泥水输送方式，被挖掘的土通过在机舱内的搅拌和泥水形成泥浆，然后由泥浆泵抽出，高速排土。在工作井上部砌两个沉淀池〔长×宽×深=10m×6m×2.5m〕，高出地面0.6米。沉淀的余土外运需按文明施工要求和渣土处理方法，运到永久堆土点，不得污染沿途道路环境。6、顶进作业架设好激光经纬仪〔轴线和坡度设定〕。开始顶进，出洞时操作过程为：开主电源及200V电源，开操作回路，TV开，动力回路开，机内动力站运转，机内旁通开止水关，前方动力站开，千斤顶伸〔掘进机入洞约30cm〕后停顶，井内止水开，井内旁通关，压力调整，流量调整〔运转1~2min排气〕，开机内止水阀，关机内旁通，刀盘旋转，千斤顶伸。顶进完成操作过程为：千斤顶停，前方动力站停，刀盘停，机内旁通开，止水关，机内动力站关，待机1~2min，排泥泵停，送水泵停，工作井止水阀关，泄流开，排气阀开，TV，动力操作回路及200V电源关，撤除掘进机电缆，进排泥管道，关泄流，关排气阀，翻开200V电源和操作回路动力回路前方动力站，千斤顶切换退回，到位后千斤顶停，依次关闭前方动力站，动力回路，操作回路，200V电源。在顶进过程中操作人员和井内工作人员随时保持联系。在开送水泵之前必须确认井内止水阀翻开，泄流阀关闭，机内旁通开的情况下再操作。在没有操作人员的信号下井内人员不得擅自开关阀门，拆线，接线，以免发生事故。在开始顶进前必须进行排气操作。7、顶进过程纠偏顶进过程中的纠偏是顶管作业质量好坏的关键，假设操作不当，可能造成顶力骤升、管接口破损，严重时可能造成管道无法顶进，引发严重的平安、质量事故和重大经济损失，因此，对于顶进过程的纠偏显得尤为重要。在机头和机头连接工具管出洞前，即使发生中线和高程偏差，也尽可能不要纠偏，因为此时纠偏，机头连接管尚位于导轨上，起不到纠偏效果；机头连接管进洞后，假设高程中线在±2㎝以内时，可不纠偏，当高程或中线超出标准值2㎝以上时，根据监视器内的光点位置变化趋势进行纠偏，纠偏遵循“先纠高程，后纠中线，小角度连续纠偏〞的原那么，纠偏油缸的伸出量一次不得太大〔以不超过2㎝为宜〕；当光点位置有反向移动趋势或移动速度放缓时，可将纠偏油缸缩回，停止纠偏，纠偏时还应观察监视器内仰俯角和旋转角变化，作为参考数值，仰俯角和旋转角最大偏差不得超过原始值3°。

当监视器中光点发生显著变化时，应停止顶进，测量人员须下坑对经纬仪进行重新校正复核，查找是否属仪器被触碰或震动所致；假设不是，须请示工程经理后进行原因分析，并会商处理方法。

顶进工程中，操作人员随时监测监视期各项数据的变化，并及时记录，在分析记录数据的根底上进行纠偏。

顶管过程中，操作人员必须对顶管各项数值进行纪录，顶进记录应做到记录准确、清楚、完整、及时，顶进记录每顶进一根管子记录数据不得少于一次，每班次不少于6次，尤其是交接班前，无论该管子是否完全顶进都应进行纪录，交接班必须履行交接班手续，测量人员应相互沟通。

测量人员应对激光经纬仪进行每作业班次不少于两次的校核，并保存校核纪录。

顶进过程中的其他规定：

A、发生以下情况时顶进记录中必须注明：①测量仪器水准气泡不居中时；②顶管中线、高程位移过大时；③顶力不正常时：④后背发生位移时；⑤机头工作不正常时；⑥进水排泥管道循环不正常时；⑦砼管出现裂缝或破损情况时。

B、发生以下情况时必须对激光经纬仪进行调整和校核：①水准气泡不居中时；②电池电量缺乏时；③激光点过大时。

C、发生以下情况需停止顶进，进行处理：

①顶进顶力不正常时；②后背发生位移或后背开裂时；③千斤顶油管不通或油泵工作不正常时；④进水排泥管路不畅时；⑤监视器工作不正常时；⑥激光经纬仪工作不正常时；⑦砼管出现裂缝或破损时；⑧洞口止水圈漏水时；⑨电路发生故障时。8、注浆减摩通过注润滑浆可以减少顶进管周边的摩擦阻力、增加顶进距离。注润滑浆也是顶管施工中最为有效的、最为经济的一种手段。顶管润滑浆注浆用的膨润土必须是天然钠基膨润土，再经过严格的烘干、粉碎、枯燥、球磨、过筛等加工艺，加工成半成品。然后，再根据不同的使用要求，添加各种辅助材料。最后，再对产品进行一系列的试验，合格以后才可包装为成品出厂，我们本次采用的是陕西洋县膨润土厂生产的成品钠基膨润土。浆液的调制也是一个极须引起重视的问题。调制浆液时，必须经过充分搅拌。搅拌的方式可以用机械式的，也可以用水力式的。但任一种必须注意搅拌均匀。调制好的浆液放置一段时间以后，用一枝木质铅笔插入，铅笔能自立于浆液中不倒那么表示该浆液可以用了。注浆孔中，应设有单向阀。如果不设单向阀，当注浆停止时，管外的泥砂会顺着注浆管流向管内，沉淀下来会把注浆管堵塞。注浆效果的好坏与用和不用单向阀有很大的关系。注浆的程序也是一个应引起注意的问题。一般来讲，顶管机后的管子应充分注足，让它形成浆套。后面的浆液是用以补充，使浆套完整。如果有较长时间停止下来不推，注浆也不能停止。注浆用螺杆泵为好，螺杆泵出来的浆液没有脉动，易于形成浆套，其他的泵效果较差。注浆压力一般只须比地下水压力略高一点即可。不过，这还要看土质而定。如果是粘土，渗漏系数很小，注浆压力也可小一些。如果是砂土,渗漏系数大，那么注浆压力也应大一些，而且浆液也稠一些，唯有如此，浆液才能较好地形成二个包裹在管外的浆套。前5节管都必须注浆，以后每隔1～2节管放一节注浆管。此外注浆、调浆都安排有专人负责。而且，每一个班对注浆压力、注浆量以及注浆过程出现的一些问题都有完整的记录。9、掘进机的入洞与设备撤除由于该工程地处全断面砂层，地质条件很差，掘进机入洞洞口处理显得十分重要，如不小心便会造成施工事故，为此，我们采用了如下方法确保入洞平安，方法是在入洞洞口加设止水胶圈来防止大量泥砂涌出，造成地面塌陷，其安装方法同出洞止水胶圈。掘进机完全入洞后，撤除与掘进机连接的送排泥管道，电缆，注浆管道；吊出掘进机；然后撤除管道内的送排泥管，注浆管，电缆线，撤除工作井内旁通设备，排泥泵，液压油管，送排泥管，导轨；清理保养设备，以准备下一段施工。因本工程管道线位位于108国道旁现状道路下方，且管道敷设土层存在扰动土和建筑垃圾，管道顶进完成投入运营后，假设管口漏水，将会引起路面沉陷，因此需要在管道顶进完成后及时对管道外壁进行注浆加固，以期保证管道运行平安及道路平安。注浆加固时，从管道内部原注浆孔向外压入1:2水泥浆，注入压力不小于2mp，并保压3分钟，保压完成后及时封堵注浆孔。第七章、技术质量保证措施第八章、施工平安保证措施1、平安管理组织机构工程部平安管理组织机构图2、平安管理措施1〕、成立以工程经理为组长，副经理为副组长，各相关职能部门负责人为组员的平安领导小组，制定平安生产管理目标，建立平安生产责任制。在本工程施工过程中工程部制定平安管理目标〔伤亡控制指标和平安达标、文明施工目标〕，并对平安责任目标分解和落实。建立平安生产责任制，按照"谁主管，谁负责"与"管生产必须管平安"的原那么，明确规定工程部各领导、各职能部门和各类人员在生产活动中应负的平安职责，在公司与工程经理部、工程经理部与各施工班组签定的经济承包合同中，明确规定平安生产职责和平安生产指标，视平安生产工作的好坏，做到赏罚清楚。2〕、工程部配齐国家、省、市及公司内部关于平安管理的标准、规程、标准和制度、文件，保证国家和地方政府法规以及公司内部管理规定在平安管理中得以贯彻落实，使得平安管理有法可依、有章可循。3〕、严格执行专职平安员及特殊工种持证上岗制度。本工程严格按省、市安监部门要求配备足量的平安员，对特殊工种加强管理，特殊工种必须经培训考核合格，持证上岗。4〕、建立并保存在建筑施工中所开展的平安性评价与风险性分析、技术平安交底、平安教育培训、平安检查、劳动平安监察通知书、事故调查处理报告等与平安管理有关的活动记录，为纠正不合理措施和改良平安管理方式、方法提供重要信息。3、平安检查措施1〕、建立并执行平安检查制度，定期组织各职能部门对工地进行平安检查，对本工程进行全面性和考核性的检查；检查中发现问题要定人、定措施、定整改期限，整改后由工程部安质部复检验证。2〕、专业性检查：由工程部平安、设备部门定期组织专业技术人员对电器设备等进行单项检查，对存在的隐患及时整改。3〕、平安员做好日常巡回平安检查，并做好平安检查记录；施工员在检查生产时检查平安；各班组应经常进行自检、互检和交接检查；为防止施工人员上下班时间、节前、节后纪律松懈，思想麻痹产生平安隐患，应加强平安检查活动；充分做到层层设防，级级把关，搞好平安工作。4、平安教育措施1〕、建立平安教育制度，明确工程经理、技术负责人、专职平安员、施工员、各专业操作班组负责人等相关人员在平安教育中所应承当的职责，定期组织人员进行平安教育培训，以平安生产的政策、法令、法规、标准、标准和平安操作规程为主，并结合本工程的实际平安生产情况和对有代表性的典型事故案例进行讲解，事故是血写的教训，通过有针对性、生动鲜明的教育，使受教育的员工印象深刻，牢记不忘。2〕、详细制订平安技术操作规程，平安技术教育的内容应主要表达在技术操作规程上，写明要领，指出平安习惯和关键问题，并尽可能把操作步骤表达清楚。建立班前活动制度，各分项工程施工前各班组负责人应做好本班组的平安教育工作，并对班前平安活动进行记录。3〕、施工员、专职平安员在施工前，要进行详细可靠的平安技术交底。二、平安技术措施1、各类特种作业人员持证上岗。2、施工人员进入现场，必须戴好平安帽；非工作人员，严禁进入施工区域。3、工作井顶部严禁堆放各种材料，以免增加荷载、滑落等，工作井四周4m范围内不得堆载。4、工作井四周设置不低于1.2米、牢固可靠的平安围挡和平安警示标志；夜间施工配备足够照明灯具，保证施工和行车平安。5、工作井支护施工过程中，平安人员要密切观察边坡稳定情况，发现问题及时采取有效措施，防止事故发生。6、在工作井四周设置截、排水沟，并设置不低于300mm的砖砌防水围梁，防止雨水流入工作井。7、工作人员上、下基坑必须走扶梯，严禁攀登支护获支撑上下；严禁酒后作业，严禁在工作区说笑、打闹。第九章、平安应急预案为落实“平安第一，预防为主，综合治理〞的方针，在工程施工前，需对施工中的重大危险源制定应急预案。一、成立工程部应急救援领导小组工程部成立以工程经理为组长，工程部各部门主要负责人和作业队长参加的应急救援领导小组，负责过程平安措施和应急预案的落实和紧急情况发生时的组织、指挥和协调。二、危险源辨识本工程施工中的重大危险源主要有：1〕、基坑坍塌；2〕、高空坠落；3〕、触电三、重大危险源预防控制措施1〕、预防基坑坍塌的措施：A、施工前对作业人员进行详细的施工技术、平安交底，顶进过程中加强塌洞观测，控制超挖，严格按照操作规程施工；B、根据土质情况及时调整每层开挖高度，每层最大挖深不得大于3米；C、工作井周围设置排水沟，防止雨水流入基坑；2〕、预防高空坠落的措施：A、严格平安巡视检查制度，每日检查工作井护栏、行走人梯是否稳固；B、工作井必须设置符合标准要求的护栏，并在危险部位设置明显的警示标志；3〕、预防触电的措施：A、工地施工用电及生活用电的配置应由专业电工按《施工现场临时用电平安技术标准》的相关要求进行配置；B、电缆线的使用期限应进行登记标识，年久老化与使用功率不匹配的电线、电缆禁止使用；C、各种电器应设置防潮措施，所有线、缆接头应、打结，并用绝缘胶布包扎；D、所有穿越各路口的明设电缆必须加设钢管防护套。E、施工范围内有高压电缆等时，应按标准保持平安距离。、建议与要求为了及时掌握基坑降水对周邻已有建筑物的影响，并控制管井降水速度。建议甲方在降水工作开始前，委托专门单位对基坑周邻已有建筑物，特别是对东侧多层建筑变设置沉降〔变形〕观测点，在基坑降水期间对其进行专门的沉降监测，沉降观测点的设置及观测周期，严格按照现行标准中有关规定执行。将观测分析结果及时通报监理及施工单位。据场地地下水水质分析结果判定，该地下水对混凝土结构及钢筋混凝土结构中钢筋均具微腐蚀性。且考虑到地下水层对基坑护壁影响，我方建议对底层钢筋混凝土护壁进行加厚处理。、顶管工作井支护验算因本工程管道敷设沿线土质复杂，工作井埋深情况不一，本工作井按照正常土质，8米埋深进行设计，其他工作井施工中可以参照执行。一、工作井支护计算书：一、设计条件本工程地处西安临潼国家旅游休闲度假区，为顶管顶管工作井；钢筋混凝土整体深井结构；净尺寸6.0x4.0x8.0(长x宽x高)；混凝土强度等级：C30。钢筋采用HPB300(Φ)HRB335(Φ)级热轧钢筋。钢筋保护层厚度：壁板35mm，底板上层35mm，底板下层40mm，顶板30mm。回填土重度：18KN/m3。6、由于坑周有大型机械作业，应选用汽-20荷载等级〔20kn/m2〕；7、地基承载力fa=200KPa，内摩擦角φ=30。。二、壁板计算荷载标准值土侧压力：Ka=tan2(45。-30。/2)=0.333〔顶板处壁板〕F1=Kaγsh1w=0.333x18x3=17.98KN/m217.98x1.2=21.58KN/m2〔底板处壁板〕F2=Kaγsh2w=0.333x18x7.5=44.96KN/m244.95x1.2=53.94KN/m22〕堆积荷载：F‘d=Kax20=0.333x20=6.66KN/m26.66x1.4=9.32KN/m22、内力及配筋计算壁板分段计算〔从下往上〕第一段〔±0.00至-3.0米〕工况一施工过程2.1根本资料2.1根本资料2.1.1工程名称：长边2.1.2边界条件〔左端/下端/右端/上端〕：固端/铰支/固端/固端2.1.3荷载标准值2永久荷载标准值均布荷载：gk1＝48kN/m三角形荷载：gk2＝23.93kN/m2可变荷载标准值均布荷载：qk1＝6.66kN/m，γQ＝1.4，ψc＝0.7，ψq＝0.42.1.4荷载的根本组合值2板面Q＝Max{Q(L),Q(D)}＝Max{95.64,103.63}＝103.63kN/m2.1.5计算跨度Lx＝6600mm，计算跨度Ly＝4000mm，板的厚度h＝600mm〔h＝Ly/7〕2.1.6混凝土强度等级为C30，fc＝14.331N/mm，ft＝1.433N/mm，ftk＝2.006N/mm2.1.7钢筋抗拉强度设计值fy＝360N/mm，Es＝200000N/mm2.1.8纵筋的混凝土保护层厚度：板底c＝15mm、板面c'＝15mm2.2配筋计算按闭合框架考虑荷载简图弯矩图3.1配筋计算3.1.1工程名称：闭合框架3.1.2混凝土强度等级为C30，fc＝14.331N/mm，ft＝1.433N/mm3.1.3钢筋抗拉强度设计值fy＝300N/mm，Es＝200000N/mm；纵筋的混凝土保护层厚度c＝35mm3.1.4由弯矩设计值M求配筋面积As，弯矩设计值M＝283kN·m3.1.5截面尺寸b×h＝1000×600，h0＝h-as＝600-47.5＝552.5mm3.2计算结果3.2.1相对界限受压区高度ξb＝β1/[1+fy/(Es·εcu)]＝0.8/[1+300/(200000*0.0033)]＝0.5503.2.2混凝土受压区高度x＝h0-[h02-2M/(α1·fc·b)]0.5＝552.5-[552.52-2*283000000/(1*14.331*1000)]0.5＝37mm3.2.3相对受压区高度ξ＝x/h0＝37/552.5＝0.067≤ξb＝0.5503.2.4纵筋受拉钢筋面积As＝α1·fc·b·x/fy＝1*14.331*1000*37/300＝1767mm3.2.5配筋率ρ＝As/(b·h0)＝1767/(1000*552.5)＝0.32%纵筋的最小配筋率ρmin＝Max{0.20%,0.45ft/fy}＝Max{0.20%,0.21%}＝0.21%实配纵筋：Φ12@200ωmax＝0.195mm满足要求第二段〔-3.0至-5.5〕工况一施工过程1.1根本资料工程名称：长边边界条件〔左端/下端/右端/上端〕：固端/铰支/固端/固端荷载标准值永久荷载标准值均布荷载：gk1＝17.98kN/m三角形荷载：gk2＝30.02kN/m可变荷载标准值均布荷载：qk1＝6.66kN/m，γQ＝1.4，ψc＝0.7，ψq＝0.4荷载的根本组合值板面Q＝Max{Q(L),Q(D)}＝Max{66.92,71.33}＝71.33kN/m计算跨度Lx＝6700mm，计算跨度Ly＝5000mm，板的厚度h＝600mm〔h＝Ly/8〕混凝土强度等级为C30，fc＝14.331N/mm，ft＝1.433N/mm，ftk＝2.006